Relationship between Mental Workload and Photoplethysmography in the Effect of Physical Performance

Abstract

Bu çalışmada dinlenim durumu ve fiziksel performansla ilintili yorgunluk durumunda mental aktivite esnasında oluşan fotopletismografi (PPG) sinyalleri incelenmiştir. Kontrollü fiziksel yorgunluk ile mental işyükü arasındaki bağlantıda fiziksel performans öncesinde ve sonrasında aritmetik işlemlerle desteklenen mental performansın kardiyorespiratuvar dayanıklılık kriteri olarak değerlendirilen aerobik kapasitenin (VO2max) ölçümünün yanı sıra oksijen tüketimi, kalp atışı, elektrokardiyografi (EKG), elektroensefalografi (EEG) gibi fizyolojik ve elektrofizyolojik ölçümlerin yanı sıra önceki araştırmalarımızda kazanılan bulgulara PPG sinyalleri ile zihinsel işyükü arasında gözlemlenebilen etkilerin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmamızda, elit ve amatör sporculardan oluşan iki ayrı denek grubundan alınan PPG sinyalleri arasındaki farklılıklar irdelenmiş ve tartışılmıştır. PPG sinyallerindeki değişimler, deneklerin gruplararası ve grup içi kendi aralarında olacak şekilde ayrı ayrı yorumlanmıştır. Çalışmamızın sonucunda PPG sinyallerindeki değişimin elit gruplarda daha az olduğu, bunun yanında elit grup içerisindeki deneklerin de PPG sinyalerindeki değişimin farklılık gösterebileceği gözlenmiştir.

In this study the photoplethysmography (PPG) signals while mental workload during resting state and physical fatigue and tiredness are investigated. The aim is to examine the relationship between restricted physical fatigue and mental workload, and effects of mental workload on PPG during pre- and post- exercise accompanied with mathematical exercise besides physiological and electrophysiological measurements like aerobic capacity (VO2max) the so-called cardiorespiratoire endurance criterion, oxygen consumption, heart rate, electrocardiograph (ECG), electroencephalography (EEG) gained in our previous research. In this study, differences between PPG signals between two discrete groups namely elite and amateur athlete groups are investigated in detail. Variances of PPG signals are analyzed and discussed within and between groups. Results specify that variances in PPG of elite group are less than variances in amateur group's PPG data, and also it's been observed that PPG signals within group may vary like in our elite group.